Der rote Bach
An diesem Ort kannst du die faszinierende natürliche und historische Entstehung eines ungewöhnlich gefärbten Baches erkunden. Hier erfährst du mehr über die geologische und menschliche Geschichte, die zur charakteristischen rötlichen Färbung beigetragen hat.
Geschichte:
Die Tringensteiner Schelde liegt in der Nähe von Tringenstein in Hessen, Deutschland, und ist Teil eines Gebiets mit bedeutender Bergbautätigkeit. In der Region wurde seit dem Mittelalter Eisenerz abgebaut, was erheblichen Einfluss auf die lokale Umwelt hatte. Die Abbauarbeiten hinterließen zahlreiche Überreste und veränderten die Wasserqualität in der Umgebung nachhaltig.
Entstehung der Roten Färbung:
Die auffällige rote Färbung des Bachbettes ist das Ergebnis von Eisenoxidation. Hier ist, wie es passiert:
Die rote Verfärbung in einem Bachbett durch eisenhaltiges Wasser ist auf die Oxidation von gelösten zweiwertigen Eisen-Ionen (Fe^{2+}) zu dreiwertigem Eisenhydroxid (Fe(OH)₃), auch bekannt als "Eisenocker", zurückzuführen. Dies geschieht folgendermaßen:
1. Eisen im Wasser:
Wasser, das durch Gebiete mit früherem Bergbau fließt, nimmt Eisen auf, das aus den Mineralien im Boden gelöst wird. Diese eisenhaltigen Mineralien werden durch den Kontakt mit Wasser gelöst, und das Eisen liegt in Form von zweiwertigen Eisen-Ionen (Fe^{2+}) vor. Dieses Wasser ist zunächst klar und farblos
2. Kontakt mit Sauerstoff:
Wenn das eisenhaltige Wasser in einem Bach fließt und mit Luftsauerstoff (O₂) in Kontakt kommt, beginnen die gelösten Fe^{2+}-Ionen zu oxidieren. Der Sauerstoff aus der Luft reagiert mit den Fe^{2+}-Ionen und wandelt sie in dreiwertige Eisen-Ionen (Fe^{3+}) um:
4Fe^{2+} + O₂+ 6H₂O -> 4Fe^{3+} + 4OH^{-}
3. Bildung von Eisenhydroxid:
Die dreiwertigen Eisen-Ionen (Fe^{3+}) reagieren dann mit Wasser zu Eisenhydroxid (Fe(OH)₃), das eine braune Farbe hat. Diese Reaktion kann wie folgt beschrieben werden:
Fe^{3+} + 3H₂O -> Fe(OH)₃ + 3H^{+}
Das entstandene Eisenhydroxid (Fe(OH)₃) ist unlöslich im Wasser und fällt als Feststoff aus.
4. Farbveränderung:
Das ausgefällte Eisenhydroxid (Fe(OH)₃), auch als "Eisenocker" bekannt, ist braun bis rötlich und lagert sich im Bachbett ab. Dies führt zu der charakteristischen roten Verfärbung des Bachbetts.
Der Bergbau hat das Eisen im Boden freigesetzt, das nun vom fließenden Wasser gelöst und transportiert wird. Durch die Oxidation und Fällung von Eisenhydroxid wird das Bachbett rot oder braun gefärbt.
Aufgaben:
1. Beschreibe die Farbe des Wassers, wird auch dieses verfärbt? Beschreibe auch die Textur der Sedimente im Bachbett. Warum könnte die Farbe variieren?
2. Welche historischen Bergbauaktivitäten in der Region könnten zur hohen Konzentration von Eisen im Wasser beigetragen haben?
3. Erkläre mit eigenen Worten die chemische Reaktion, die zur Bildung der roten Farbe des Gesteins und Bachbetts führt.
4. Nimm ein kleines Stück eines Steins oder Sediments aus dem Bachbett und fühle die Oberfläche. Beschreibe die Textur und erkläre, wie sich diese Textur aufgrund der Eisenoxidation verändert hat.
5. Mache ein Foto von dir oder einem Gegenstand vor Ort (optional).
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Viel Spaß!
Quellen:
https://de.wikipedia.org/wiki/Schelder_Wald ; https://www.zobodat.at/pdf/Jahrbuch-Nassauischen-Verein-Naturkunde_139_0075-0093.pdf ; https://de.m.wikipedia.org/wiki/Eisenhydroxide ; https://www.yumda.com/de/lexikon/Eisenhydroxide.html ; Bilder: Eigenaufnahmen